Phát triển dịch vụ dựa trên vị trí (LBS) trên nền tảng điện toán đám mây

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN............................................................................................................................ 2
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................................... 3
MỤC LỤC............................................................................................................ 4
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT....................................................................... 6
DANH MỤC BẢNG BIỂU TRONG LUẬN VĂN............................................... 7
DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN.................................................... 7
MỞ ĐẦU.............................................................................................................. 9
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ DỊCH VỤ DỰA TRÊN VỊ TRÍ......................11
1.1

Giới thiệu về dịch vụ LBS.................................................................... 11

1.2

Các thành phần cơ bản của LBS........................................................... 13

1.3

Hoạt động của hệ thống LBS................................................................ 14

1.4

Đặc điểm của LBS................................................................................ 20

1.5

Một số ví dụ về ứng dụng LBS:............................................................ 22

1.6

Kết luận................................................................................................ 25

CHƢƠNG II: CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY...................................27
2.1.

Định nghĩa Điện toán đám mây............................................................ 27

2.2.

Tính chất cơ bản của Điện toán đám mây............................................. 29

2.2.1. Tự phục vụ theo nhu cầu (On-demand self-service).......................30
2.2.2. Truy xuất diện rộng (Broad network access)..................................30
2.2.3. Dùng chung tài nguyên (Resource pooling)................................... 30
2.2.4. Khả năng co giãn (Rapid elasticity)................................................ 31
2.2.5. Điều tiết dịch vụ (Measured service).............................................. 32
2.3.

Các mô hình Điện toán đám mây......................................................... 32

2.3.1. Mô hình dịch vụ............................................................................. 32
2.3.2. Mô hình triển khai.......................................................................... 34
2.4.

Điện toán đám mây: lợi ích và khó khăn.............................................. 37

2.4.1. Ƣu và nhƣợc điểm của Điện toán đám mây..................................37
2.4.2. Lợi ích của Điện toán đám mây đối với doanh nghiệp...................41
Trang 4

2.4.3. Điện toán đám mây
2.5.

Sự khác n

2.6.

Dịch vụ Đ

2.6.1. Tổng quan về GOO

2.6.2. Phát triển ứng dụng
2.7.
CHƢƠNG III: PHÁT TRIỂN DỊCH VỤ LBS TRÊN NỀN
ĐÁM MÂY
3.1.
3.2.

Phân tích
3.2.1. Phân tích hệ thống

3.2.2. Thiết kế hệ thống ..
3.3.

Giao diện

3.5.1. Giao diện trên Serv

3.5.2. Giao diện trên Clie

KẾT LUẬN.............................................................................

TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................

Phụ lục 1: Khởi tạo môi trƣờng phát triể
Eclipse

Phụ lục 2: Cài đặt Android với Eclipse

Trang 5


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT

Từ viết tắt

1 Cloud
Computing
2 GEA

3 GIS

4 GPS

5 Grid
Computing
6 Hybrid Cloud
7 IaaS

8 LBS

9 PaaS

10 Private Cloud
11 Public Cloud
12 SaaS

Trang 6


DANH MỤC BẢNG BIỂU TRONG LUẬN VĂN
Bảng 2.1: Bảng khảo sát chất lƣợng dịch vụ............................................................... 38
Bảng 2.2: Bảng so sánh Điện toán đám mây và Gird Computing................................ 45
Bảng 2.3: Bảng mô tả giới hạn sử dụng của một ứng dụng GAE miễn phí.................47
Bảng 2.4: Bảng mô tả free quota của một ứng dụng GAE miễn phí............................ 48

DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN
Hình 1.1: Các hệ thống thông tin tích hợp.......................................................... 11
Hình 1.2: Công nghệ định vị và hệ thống LBS................................................... 12
Hình 1.3: Các thành phần cơ bản của LBS.......................................................... 13
Hình 1.4: Trao đổi thông tin giữa các thành phần trong hệ thống LBS...............14
Hình 1.5: Các thiết bị di động............................................................................. 16
Hình 1.6: Vai trò của GeoMobility Server........................................................... 17
Hình 1.7: Các kiểu ngữ cảnh khác nhau theo Nivala (2003)...............................21
Hình 1.8: Phân loại các ứng dụng LBS............................................................... 23
Hình 1.9: Tổng quan hệ thống COSPAS-SARSAT (vệ tinh NOAA và dịch vụ
thông tin, 2005)........................................................................................................... 24
Hình 1.10: Dẫn đƣờng ô tô (Tomtom, 2005)...................................................... 25

Hình 2.1: Điện toán đám mây............................................................................. 29
Hình 2.2: Đặc điểm của Điện toán đám mây và các nhóm mô hình phân loại....30
Hình 2.3: Nhiều khách hàng dùng chung tài nguyên........................................... 31
Hình 2.4: Các loại dịch vụ Điện toán đám mây................................................... 32
Hình 2.5: Mô hình SPI........................................................................................ 33
Hình 2.6: Mô hình Public Cloud......................................................................... 34
Hình 2.7: Mô hình Private Cloud........................................................................ 35
Hình 2.8: So sánh Private Cloud và Public Cloud............................................... 35
Hình 2.9: Kết hợp Public Cloud và Private Cloud.............................................. 36
Hình 2.10: Triển khai ứng dụng trên Hybrid Cloud............................................ 37

Trang 7


Hình 2.11: Biểu đồ so sánh hiệu xuất chạy 72 máy ảo trên EC2 giữa các máy chia
sẻ bộ nhớ (a) và máy chia sẻ ổ cứng (b)...................................................................... 41
Hình 2.12: Điện toán đám mây giúp doanh nghiệp giảm chi phí đầu tƣ.............42
Hình 2.13: Single-tenant..................................................................................... 42
Hình 2.14: Multi-tenant....................................................................................... 43
Hình 2.15: Bảng theo dõi hoạt động ứng dụng của GAE.................................... 47
Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống.................................................................................... 52
Hình 3.2: Biểu đồ các pha sử dụng của hệ thống................................................ 53
Hình 3.3: Biểu đồ ca sử dụng Đăng nhập............................................................ 54
Hình 3.4: Biểu đồ ca sử dụng Tìm kiếm thông tin.............................................. 54
Hình 3.5: Biểu đồ ca sử dụng Quản trị dữ liệu ATM........................................... 55
Hình 3.6: Biểu đồ ca sử dụng Hiển thị bản đồ.................................................... 56
Hình 3.7: Biểu đồ ca sử dụng Truy vấn điểm đặt ATM....................................... 56
Hình 3.8: Biểu đồ tuần tự chức năng Đăng nhập................................................ 57
Hình 3.9: Biểu đồ tuần tự chức năng Truy vấn điểm ATM.................................. 58
Hình 3.10: Biểu đồ luồng dữ liệu chức năng Đăng nhập..................................... 58

Hình 3.11: Biểu đồ luồng dữ liệu chức năng Truy vấn điểm đặt ATM................59
Hình 3.12: Quan hệ giữa các bảng trong CSDL.................................................. 60
Hình 3.13: Giao diện trên Web – Đăng nhập hệ thống........................................ 61
Hình 3.14: Giao diện trên Web – Tìm kiếm ATM............................................... 61
Hình 3.15: Giao diện trên Web – Chỉ đƣờng đến điểm tìm đƣợc.......................62
Hình 3.16: Tìm kiếm các điểm ATM có trong phạm vi 500m.............................63
Hình 3.17: Chỉ đƣờng từ vị trí đứng đến cây ATM tìm đƣợc.............................64

Trang 8


MỞ ĐẦU
Dịch vụ dựa trên vị trí (Location Based Services - LBS) là một hƣớng nghiên
cứu rất đƣợc quan tâm và đƣợc ứng dụng nhiều trong thực tế tại Việt Nam trong
những năm gần đây. Có thể hiểu một cách đơn giản về LBS là những dịch vụ tiện ích
cung cấp cho ngƣời sử dụng dựa trên vị trí địa lý của họ. Nó bao gồm những dịch vụ
về các lĩnh vực giao thông, địa điểm du lịch, quảng cáo trực tuyến…
Hiện nay, trên thế giới LBS đã có nhiều nghiên cứu và ứng dụng trong thực tiễn
nhƣ điều hành giao thông, quản lý vƣờn quốc gia, thƣơng mại dịch vụ… ở Việt nam,
một số dịch vụ dựa trên vị trí đã bắt đầu đƣợc một số doanh nghiệp triển khai. Có thể
kể đến các dịch vụ tìm kiếm điểm tiện ích nhƣ điểm đặt ATM, cây xăng, nhà hàng… ở
xung quanh vị trí của khách hàng.
Việc các thiết bị di động cá nhân có tích hợp GPS (Global Positioning
System)ngày càng phổ biến trong cuộc sống càng tạo điều kiện cho phép các nhà phát
triển ngiên cứu mở rộng các ứng dụng về dịch vụ dựa trên vị trí.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của dịch vụ Điện toán đám mây (Điện toán đám
mây) và công nghệ mạng di động, sự tăng nhanh số lƣợng các thiết bị di động sử dụng
dịch vụ lƣu trữ đám mây để mở rộng khả năng lƣu trữ cũng nhƣ khả năng chia sẻ dữ
liệu. Với ƣu điểm không cần mất quá nhiều chi phí khởi tạo bảo trì hệ thống máy chủ,
với khả năng đáp ứng đến 99.99% thời gian hoạt động, khả năng mở rộng, Điện toán

đám mây đang là một lựa chọn khả thi cho các doanh nghiệp phát triển và cung cấp
các dịch vụ nội bộ và cho khách hàng.
Ở
Việt Nam hiện nay, việc xây dựng dịch vụ trên nền tảng Điện toán đám mây
còn là một lĩnh vực mới đang đƣợc nghiên cứu và ứng dụng. Vì vậy, luận văn tập
trung nghiên cứu vào lĩnh vực này: “Phát triển dịch vụ dựa trên vị trí (LBS) trên nền
tảng điện toán đám mây”.
Nội dung luận văn bao gồm 3 chƣơng:
Chương 1: Tổng quan về dịch vụ dựa trên vị trí
-Chương này giới thiệu chung về dịch vụ dựa trên vị trí (Location
Based Services – LBS) và những ứng dụng của dịch vụ LBS trong
thực tiễn.
Chương 2: Công nghệ Điện toán đám mây
-Chương này đưa ra một cái nhìn tổng quan nhất về Điện toán đám
mây, về lợi ích và hạn chế khi áp dụng Điện toán đám mây trong thực
tiễn.
-Giới thiệu về công nghệ Điện toán đám mây của Google – Google
App Engine.
Trang 9


Chương 3: Xây dựng dịch vụ LBS trên nền tảng điện toán đám mây
-Phát triển dịch vụ dựa trên vị trí trên nền tảng điện toán đám mây
trong việc tìm kiếm các điểm đặt cột ATM xung quanh một vị trí trên
bản đồ.

Trang 10


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ DỊCH VỤ DỰA TRÊN VỊ TRÍ

Chương này giới thiệu chung về dịch vụ dựa trên vị
trí (LBS), những ứng dụng của dịch vụ LBS trong thực
tiễn.

1.1

Giới thiệu về dịch vụ LBS

Dịch vụ LBS là dịch vụ thông tin sử dụng với thiết bị di động qua mạng không
dây và vị trí địa lý của thiết bị di động[10].
Dịch vụ LBS là phần giao của ba công nghệ chính đƣợc thể hiện nhƣ trong hình
1.1, bao gồm: GIS – cơ sở dữ liệu không gian, Internet và thiết bị di động – định vị
toàn cầu [1],[2].

GIS di động

Web GIS

di độ
Internet

ng

LB

Hình 1.1: Các hệ thống thông tin tích hợp
Hình 1.1 cho thấy các loại hệ thống thông tin tích hợp đƣợc hình thành nhƣ sau:
 Hệ thống WebGIS đƣợc hình thành từ việc tích hợp Internet và GIS/CSDL
không gian.
Trang 11

 Hệ thống GIS di động (Mobile GIS) đƣợc hình thành từ việc tích hợp
GIS/CSDL không gian và các thiết bị di động nhƣ điện thoại di động và GPS.
 Hệ thống Internet di động (Mobile Internet) đƣợc hình thành trên cơ sở tích
hợp các thiết bị di động nhƣ điện thoại di động và Internet.
Dịch vụ LBS đƣợc hình thành từ việc tích hợp ba loại công nghệ GIS/CSDL
không gian, mạng Internet và các thiết bị di động.
Dịch vụ LBS có khả năng cung cấp 2 nhóm hoạt động chính là liên lạc thông tin
và tƣơng tác qua lại giữa khác hàng và dịch vụ. Vì thế, ngƣời sử dụng có thể cho nhà
cung cấp dịch vụ biết trong bối cảnh hiện tại thì các loại thông tin họ cần và phù hợp
với họ, với vị trí của họ. Hệ thống sẽ cung cấp các thông tin hoàn toàn phù hợp với
ngƣời sử dụng hoặc các thông tin do ngƣời sử dụng yêu cầu.
Các ứng dụng dịch vụ LBS đƣợc chia thành 4 nhóm chính [9]:
 Dịch vụ thông tin và dẫn đƣờng (Information and navigation services):
LBS cung cấp dữ liệu trực tiếp cho ngƣời dùng cuối (end-users), đó là thông
tin vị trí hiện tại, vị trí đích, và các gợi ý nâng cao…
 Hỗ trợ khẩn cấp (Emergency assistance): LBS cung cấp vị trí ngƣời dùng
di
động trong trƣờng hợp đối tƣợng gặp tai nạn cần hỗ trợ.
 Dịch vụ lƣu vết (Tracking services): một trong những chức năng cơ bản
của dịch vụ LBS là lƣu vị trí ngƣời dùng theo thời gian. Tuy nhiên, với các
yêu cầu an ninh và bảo mật, các thông tin này thƣờng không đƣợc công khai
sử dụng.
 Dịch vụ mạng liên quan (Network related services): vị trí ngƣời dùng có thể
nhận đƣợc thông qua bộ tiếp nhận GNSS đƣợc tích hợp trong các thiết bị di
động hoặc thông qua chính mạng truyền thông của thiết bị, nhƣ trong hình 1.2

Hình 1.2: Công nghệ định vị và hệ thống
LBS Với các ứng dụng phổ biến của dịch vụ LBS hiện nay

là:


Trang 12


 Thông tin về hiện trạng giao thông: ngƣời sử dụng muốn biết tình trạng
hiện tại của các con đƣờng (tắc/không tắc, ngập/không ngập…), đƣờng đi tối
ƣu (gần nhất, nhanh nhất…) từ vị trí của họ tới một địa điểm nào đó…
 Tìm kiếm địa điểm: ngƣời sử dụng có thể truy vấn các điểm tiện ích xung
quanh vị trí hiện tại của mình theo một tiêu chí nào đó. Ví dụ: ngƣời dùng
muốn biết có các điểm ATM của ngân hàng mình sử dụng cách vị trí của họ
một khoảng cách nào đó, hay điểm ATM nào gần vị trí của họ nhất…
 Quảng cáo, thƣơng mại: nhà cung cấp gửi thông tin quảng cáo tới khách
hàng…
1.2

Các thành phần cơ bản của LBS

Một hệ thống dịch vụ LBS bao gồm có 5 thành phần cơ bản:
 Các thiết bị di động (Mobile Devices)
 Thiết bị định vị (Positioning)
 Mạng truyền tin (Communication Network)
 Nhà cung cấp ứng dụng và dịch vụ (Service and Content Provider)
 Nhà cung cấp dữ liệu và nội dung/CSDL không gian (Geodatabase)
Các thành phần của hệ thống dịch vụ LBS đƣợc mô tả nhƣ trong hình 1.3, bao
gồm:

Hình 1.3: Các thành phần cơ bản của
LBS Các thiết bị di động (Mobile Devices)

Là công cụ để ngƣời sử dụng đƣa ra các yêu cầu về thông tin mong muốn. Kết
quả trả về có thể là tiếng nói, hình ảnh, văn bản… Các thiết bị di động có thể là PDA,
điện thoại di động (Cell Phones), máy tính cá nhân (Laptop), các thiết bị dẫn đƣờng
trên ô tô…
Thiết bị định vị (Positioning)
Trang 13


Một thành phần cơ bản của hệ thống LBS là các thiết bị định vị. Để các dịch vụ
LBS hoạt động, vị trí của ngƣời sử dụng cần đƣợc xác định. Ví trí ngƣời sử dụng có
thể thu nhận thông tin thôn gqua mạng truyền tin di động, GPS ở ngoài trời (Outdoor),
mạng sóng radio ở trong nhà (Indoor). Nếu vị trí của ngƣời sử dụng không đƣợc định
vị tự động thì ngƣời sử dụng có thể cho biết vị trí của mình một cách thủ công
(manual).
Mạng truyền tin (Communication Network)
Có nhiệm vụ truyền tải dữ liệu và các yêu cầu dịch vụ từ thiết bị di động đến các
nhà cung cấp dịch vụ, đồng thời truyền tải thông tin kết quả trở lại cho ngƣời sử dụng.
Nhà cung cấp ứng dụng và dịch vụ (Service and Content Provider)
Nhà cung cấp dịch vụ có trách nhiệm cung cấp các dịch vụ khác nhau tới ngƣời
sử dụng, có trách nhiệm xử lý các yêu cầu dịch vụ do ngƣời sử dụng gửi lên thông qua
mạng truyền tin. Các dịch vụ đƣợc cung cấp phải có các chức năng cơ bản nhƣ xác
định vị trí, tìm đƣờng đi (ngắn nhất, nhanh nhất), tìm kiếm các thông tin liên quan đến
vị trí theo yêu cầu của ngƣời sử dụng.
Nhà cung cấp dữ liệu và nội dung/CSDL không gian (Geodatabase)
Thông thƣờng, các nhà cung cấp dịch vụ không lƣu trữ và quản lý thông tin do
ngƣời sử dụng yêu cầu. Các dữ liệu và nội dung liên quan nhƣ trang vàng, bản đồ,
giao thông đều đƣợc lƣu trữ tại các cơ quan, công ty có thẩm quyền cung cấp và chịu
trách nhiệm về nội dung cung cấp nhƣ Công ty đo đạc bản đồ, Công ty giao thông…
1.3

Hoạt động của hệ thống LBS

Một hệ thống dịch vụ LBS khi hoạt động cần có sự phối hợp nhịp nhàng của tất
cả các thành phần hệ thống.Sơ đồ biểu diễn luồng thông tin trao đổi giữa các thành
phần trong hệ thống đƣợc mô tả nhƣ hình 1.4:

Hình 1.4: Trao đổi thông tin giữa các thành phần trong hệ thống LBS
Trang 14


Dịch vụ yêu cầu LBS
Ví dụ: yêu cầu tìm kiếm cây ATM của ngân hàng X, các thông tin từ việc yêu cầu
sẽ đƣợc mô tả trong hình dƣới. Thông tin ngƣời dùng mong muốn là đƣờng đi từ vị
trí yêu cầu hiện tại tới điểm đặt cây ATM gần nhất của ngân hàng X. Vì vậy, ngƣời
dùng sẽ mô tả yêu cầu bằng cách lựa chọng tính năng tích hợp trên thiết bị di động của
mình: ví dụ: Tìm kiếm => Điểm đặt ATM => ngân hàng X => kiểu tìm kiếm: đƣờng đi
ngắn nhất.
Thiết bị di động

Thiết bị: Đối tƣợng sử dụng LBS có thể là ngƣời hoặc máy móc. Phụ thuộc vào
kỹ năng của ngƣời sử dụng thiết bị di động, khả năng lƣu trữ của thiết bị, và mục đích
sử dụng, có thể chia các thiết bị LBS thành 2 loại chính là: đơn mục đích và đa mục
đích
- Thiết bị đơn mục đích: thực hiện nhiệm vụ cơ bản của dịch vụ LBS. Ví dụ:
hộp dẫn đƣờng cho ô tô, hộp công cụ hoặc thiết bị khẩn cấp cho ngƣời già
hoặc ngƣời tàn tật…
- Thiết bị đa mục đích: thực hiện nhiều dịch vụ tiện ích dựa trên dịch vụ
LBS. Thiết bị này có thể là điện thoại di động, máy hỗ trợ cá nhân dùng kỹ
thuật số PDA, máy tính xách tay, máy tính để bàn…


Giới hạn: Hầu hết các thiết bị đa mục đích đều có chức năng tính toán và bộ
nhớ nguồn giới hạn, có giới hạn không gian tính toán, các điều khiển. Vì vậy, các tính
toán đƣợc chủ yếu thực hiện trên dịch vụ máy chủ (Server) rồi gửi kết quả cho ngƣời
dùng. Bên cạnh đó, còn có các giới hạn về nguồn pin của thiết bị, màn hình hiển thị
nhỏ, ảnh hƣởng của môi trƣờng…

Trang 15


Hình 1.5: Các thiết bị di động
Mạng di động không dây
Mạng di động không dây có nhiệm vụ chuyển đổi dữ liệu ngƣời dùng và thông
điệp yêu cầu dịch vụ từ thiết bị di động đầu cuối đến nhà cung cấp dịch vụ, đồng thời
gửi các thông tin kết quả đã đƣợc xử lý đến ngƣời dùng. Mạng không dây thƣờng
đƣợc sử dụng là WWAN – Wireless Wide Area Networkví dụ GMS và UMTS,WLAN
– Wireless Local Area Network ví dụ IEEE 802.11 chuẩn b/g/n và WPAN – Wireless
Personal Area Network ví dụ Bluetooth. Trong đó:
 WWAN: phạm vi hoạt động của mạng từ 100m – 35km. Các phổ tần số
phổ thông đều phải đăng ký, do các cơ quan có thẩm quyền quản lý. Thế hệ
mạng đầu tiên (tƣơng tự G1) đƣợc đƣa ra ứng dụng cho dịch vụ radio, có tốc
độ truyền dữ liệu khá thấp (4.8kbps). Hệ thống di động toàn cầu (GSM) và
dịch vụ sóng vô tuyến (GPRS) là mạng thế hệ 2 (ký hiệu G2) có tốc dộ truyền
dữ liệu cao hơn (GSM: 9.6 – 14kpbs; GPRS: 20 – 115kbps). Tuy nhiên, tốc độ
này chƣa đủ đáp ứng cho các ứng dụng đa phƣơng tiện, vì thế, các nhà khoa
họcđang nghiên cứu phát triển thế hệ mạng thứ 3. Hiện nay, tại châu Âu có hệ
thống băng tần UMTS (hệ thống truyền thông vũ trụ không dây), cho phép tốc
độ lên tới 2Mbps.
 WLAN: có vùng phủ sóng từ 10m – 150m (300m trong điều kiện ngoài
trời). Các phổ tần số đƣợc sử dụng miễn phí, không phải đăng ký, có tốc độ
truyền dữ liệu lên đến 100Mbps.

 WPAN: có vùng phủ sóng 10m – 100m.
Các yêu cầu của một kiến trúc LBS
Các yêu cầu về kiến trúc LBS đƣợc xuất phát từ các hoạt động của ngƣời dùng
nhằm làm nổi bật các yêu cầu khác nhau trên hệ thống kiến trúc LBS. Hơn nữa các
kiểu dịch vụ khác nhau đƣợc đƣa ra bởi các công ty nhằm thỏa mãn các yêu cầu cần
thiết.
Khác với hệ thống thông tin địa lý thƣờng là máy để bàn hoặc các ứng dụng
Client – Server giới hạn số ngƣời dùng, LBS cung cấp khả năng truy nhập và đáp ứng
thông tin cho ngƣời dùng.
Các tính năng nổi trội của LBS so với hệ thống GIS tĩnh:
 Sự thực thi cao: Phân phát các câu trả lời nếu thông tin truy vấn từ Internet
và
Cơ sở dữ liệu
 Kiến trúc bậc thang: Phục vụ cho hàng nghìn khách hàng với hàng TB dữ
liệu
 Xác thực: Khả năng thực thi lên đến 99.999%
 Hiện thời: Cung cấp khả năng thực thi thời gian thực và di động


Trang 16


 Di động: Có hiệu lực từ bất kỳ thiết bị nào và vị trí nào
 Tính mở: Chấp nhận các chuẩn thông dụng và các giao thức phổ thông
(HTTP, WAP, WML, XML, MML)
 Bảo mật: Quản lý các khóa dữ liệu cơ bản và các dịch vụ bảo mật
 Tích hợp: Tích hợp đƣợc với các ứng dụng kinh doanh điện tử nhƣ Quản
lý khách hàng thân thiết, quản cáo, cá nhân hóa, các cổng định vị di động
Dịch vụ di động – các dịch vụ định vị mở (OpenLB)
Để hiểu rõ một dịch vụ LBS có số ngƣời dùng trên các vùng khác nhau thì phải

đƣợc chú ý từ các kỹ thuật cung cấp đến dữ liệu cung cấp. Điều đó có nghĩa là sự chú
ý bao gồm cả phần cứng và phần mềm, nội dung và các dịch vụ cung cấp trực tuyến,
mạng di động và cơ sở hạ tầng nhà cung cấp, máy thu phát di động và các loại cổng.
Để đảm bảo rằng tất cả các kỹ thuật khác nhau và các thiết bị làm việc cùng nhau
thống nhất theo các chuẩn đã đƣợc định nghĩa trƣớc cho giao diện và cho các mô tả.
Các chuẩn đối với LBS đƣợc định nghĩa bởi tổ chức tiêu chuẩn thế giới (ISO) và Open
Geospatial Consortium (OGC). ISO 19119 cung cấp một dịch vụ khung chung và ISO
19101 đem lại sự phân loại các dịch vụ địa lý, còn OGC định nghĩa cho các dịch vụ
định vị mở (OpenLS).
OpenLS định nghĩa các dịch vụ cơ bản nhất (core), chúng truy cập và trừu tƣợng
hóa các kiểu dữ liệu, tạo thành một khung mẫu cho dịch vụ mở, đƣợc gọi là
GeoMobility Server. Trong đó, Server hành động nhƣ một ứng dụng máy chủ để trả
lời các yêu cầ dịch vụ. Vai trò của Server đƣợc mô tả nhƣ hình 1.6

Hình 1.6: Vai trò của GeoMobility Server
Trang 17


OpenLS 1.1 định nghĩa các kiểu dịch vụ thành 5 kiểu chính:

Dịch vụ thư mục: Dịch vụ này cung cấp các truy nhập vào một thƣ
mục trực tuyến để tìm kiếm một địa điểm gần
nhất hoặc một địa điểm cụ thể, sản phẩm
hoặc dịch vụ. Ví dụ: “Điểm đặt ATM của
ngân hàng X ở đâu?”, “Điểm đặt ATM
gần khách sạn nhất nằm ở đâu?”, “Trong
bán kính 1km, có điểm đặt ATM nào?”…

Dịch vụ cổng vào: Đây là giao diện giữa GeoMobility Server và
Location

Server. Nó đƣợc sử dụng để yêu cầu đặt
câu hỏi từ vị trí hiện tại tới các điểm khác
nhau (các điểm tiện ích), hay vị trí hiện tại
là ở đâu?..


Dịch vụ vị trí hữu ích: Dịch vụ này
thực hiện nhƣ một Geocode bằng việc xác
định rõ vị trí địa lý. Ví dụ: tên địa điểm,
tên địa chỉ đƣờng phố, mã thƣ tín…


Dịch vụ trình diễn: Dịch vụ này trả về
thông tin địa lý để hiển thị trên các thiết bị di động đầu cuối. Một ứng
dụng OpenLS có thể sử dụng dịch vụ này để thu đƣợc bản đồ vùng mong
muốn, hoặc bản đồ phủ miêu tả lộ trình hình học, điểm quan tâm, địa
điểm, vị trí hoặc địa chỉ. Ví dụ: Ngƣời
dùng A muốn thấy nhà của mình trên
bản đồ; để lên kế hoạch đi chơi, ngƣời
đó muốn quan sát vị trí khách sạn đã đặt
phòng tại địa điểm du lịch…

Dịch vụ định tuyến: Dịch vụ này xác định một lộ trình từ điểm đầu
đến điểm cuối cho trƣớc. Ngƣời dùng khi sử dụng dịch vụ này phải biết
đƣợc vị trí xuất phát (thƣờng vị trí xuất phát sẽ thu đƣợc thông qua dịch
vụ cổng vào, nhƣng vị trí xuất phát có thể là một địa điểm trên danh nghĩa
nhƣ vị trí nhà, vị trí trung tâm của khu vực…)
và điểm đến (là vị trí muốn đến hoặc vị
trí có đƣợc thông qua dịch vụ thƣ mục).
Ngƣời dùng có thể tùy ý chỉ các điểm

Trang 18


trên đƣờng, đƣờng đi liên quan (nhanh nhất, ngắn nhất, ít tắc nhất, lãng
mạn nhất…). Thông tin định tuyến trở lại có thể là nguyên bản, có thể là
bản mã (miêu tả sự thay đổi và các khoảng cách) hoặc là hình học, hay
bản đồ.
Ngƣời cung cấp nội dung và dữ liệu
Các kiểu dữ liệu có thể là rất khác nhau và phụ thuộc vào các kiểu dịch vụ đƣợc
đề nghị. Dựa vào mục đích sử dụng, chia thành 2 loại ứng dụng LBS với các loại dữ
liệu khác nhau:

Các ứng dụng LBS với mục đích chuyên biệt: thể hiện qua các dịch
vụ chuyên biệt nhƣ trợ giúp ngƣời tàn tật, các dịch vụ đƣợc cung cấp ở
công viên quốc gia… Ví dụ đầu tiên là xác định vị trí và phạm vi hoạt động
của ngƣời tàn tật nhằm có thể quan sát, hỗ trợ bệnh nhân tốt hơn. Đồng thời,
dịch vụ kiểm tra sẽ xác định và cảnh báo mỗi khi đối tƣợng đi vào vùng
nguy hiểm. Ví dụ thứ hai, LBS đƣợc ứng dụng để quản lý các vùng đặc biệt
trong công viên: diện tích rừng phòng hộ, rừng nguyên sinh, vùng dịch
bệnh… hay dùng để xác định phạm vi hoạt động của các cá thể động vật quí
hiếm cần bảo vệ sinh hoạt trong vùng rừng quốc gia.

Các ứng dụng LBS phổ biến đƣợc xây dựng và đƣa ra sử dụng đại
trà bởi các nhà cung cấp truyền thông nhƣ AT&T, Vodaphone… hay các
công ty cung cấp dịch vụ bản đồ số Google, Diadiem.com …
Chúng ta có thể phân loại các nhà cung cấp dữ liệu khác nhau:

Dịch vụ thư mục: nhà cung cấp dịch vụ trang vàng (Yellow Pages)
trong vùng, quốc gia hoặc quốc tế; các công ty vận tải (xe buýt, xe khách
toàn quốc, taxi…); các dịch vụ tìm kiếm Internet (Google.com,

Bing.com…); các dịch vụ thông tin tiêu dùng Internet (Ciao.com) và các
trang Web cá nhân (Personal Site, Website của công ty…); thƣ viện điện tử
nhƣ Wikipedia; các dịch vụ thời tiết, giải trí, thông tin thời sự…

Dịch vụ cổng vào: các dịch vụ định vị, các nhà cung cấp vị trí

Các dịch vụ vị trí hữu dụng: các nhà cung cấp dữ liệu (chi nhánh
bƣu điện quốc gia), dữ liệu đƣờng phố (NAVTEQ, tele Atlas).

Dịch vụ trình diễn: Nhà cung cấp ảnh Ăngten và vệ tinh (trung tâm
thời tiết, trung tâm viễn thám quốc gia); nhà cung cấp bản đồ (Cục bản đồ
quốc gia, NXB Bản đồ); nhà cung cấp dịch vụ bản đồ số (Gmap, Gearth,
Diadiem…)

Dịch vụ định tuyến: các nhà cung cấp dữ liệu đƣờng phố, các nhà
quản trị, qui hoạch thành phố… và các dịch vụ định tuyến đƣợc kết nối với
các dịch vụ trình diễn (maps.google.com, Bingmap.com, diadiem.com…)

Trang 19


1.4

Đặc điểm của LBS

Các dịch vụ LBS sẽ khác nhau dựa vào các mốc nhận thức nhƣ biển chỉ đƣờng,
danh bạ, bản đồ… bởi vì chúng đƣợc nhận thức riêng biệt trong từng ngữ cảnh của
ngƣời sử dụng và phù hợp với nội dung trong từng ngữ cảnh đó. Có nhiều loại ngữ
cảnh khác nhau, thƣờng đƣợc thể hiện thông qua các câu hỏi về vị trí, thời gian, công
việc nhƣ:



Ngƣời dùng đang ở đâu?



Khi nào họ sử dụng dịch vụ?



Họ đang sử dụng dịch vụ nào?

Dịch vụ LBS có thể trả lời các ngữ cảnh đó theo nhiều cách khác nhau. Khi đó,
các dịch vụ LBS sẽ phải tiền xử lý thông tin, ví dụ chỉ trả về các nhà hàng trong phạm
vi 10 phút đi bộ với vận tốc trung bình của ngƣời dùng và xuất phát từ vị trí hiện tại
của ngƣời dùng; hoặc cũng có thể đƣa ra các thông tin liên quan đến ngƣời dùng để
ngữ cảnh đƣợc tăng lên, cụ thể hơn nhƣ đƣa ra các kí hiệu trực quan khác nhau trên
bản đồ để ngƣời dùng so sánh và lựa chọn theo sở thích hoặc mục đích hiện tại. Vấn
đề cần làm rõ ở đây là thuật ngữ “ngữ cảnh” và cách sử dụng để phân biệt các ứng
dụng LBS.
Ngữ cảnh
Ngữ cảnh là các thông tin có thể sử dụng để mô tả trạng thái của một thực thể,
thực thể đó có thể là con ngƣời, địa điểm, hoặc đối tƣợng đƣợc quan tâm để gây ra
các tác động giữa ngƣời dùng và ứng dụng. Các nhà nghiên cứu đã phân loại các kiểu
ngữ cảnh khác nhau để thích hợp với ngƣời dùng khi truy cập thông tin dịch vụ. Ví dụ,
theo Schilit: nhấn mạnh vào 3 vấn đề quan trọng của ngữ cảnh: bạn ở đâu? (ngữ cảnh
không gian), ai đi cùng bạn? (ngữ cảnh xã hội), cái gì ở gần đây? (ngữ cảnh thông tin),
nhƣng cũng đề cập đến các tác động của yếu tố ngoại cảnh nhƣ: băng thông, mạng kết
nối, tốc độ ngƣời dùng và các tình huống xã hội khác hoặc các điều kiện thời tiết.
Ngoài ra, còn có sự phân loại của các nhà khoa học.

Vào năm 2003, Nivala đã công bố một cách phân loại cho dịch vụ di động dựa
trên bản đồ, có 9 kiểu ngữ cảnh đƣợc miêu tả nhƣ hình 1.7, bao gồm: Ngƣời dùng di
động, vị trí, thời gian, sự định hƣớng, lịch sử dẫn đƣờng, mục đích sử dụng, tình
huống văn hóa xã hội, môi trƣờng vật lý, hệ thống thuộc tính.

Trang 20


Hình 1.7: Các kiểu ngữ cảnh khác nhau theo Nivala (2003)
Trong đó:
 Người dùng di động: đặc điểm về ngƣời dùng rất quan trọng, các ứng dụng
cần quan tâm đến các vấn đề sau:
- Tuổi và giới tính: trẻ em không quan tâm đến quầy bar nhƣng quan
tâm đến các khu vui chơi giải trí…
- Đặc điểm liên quan: ngôn ngữ, tập quán…
- Bạn bè và cộng sự: nếu ngƣời dùng muốn hợp tác…
 Vị trí: là thành phần đƣợc quan tâm phổ biến của ngữ cảnh. Nó cho phép
có các thông tin định vị. Ví trí của ngƣời dùng có thể đƣợc xác thực, ví dụ
miêu tả một liên kết địa lý, hoặc sự liên quan địa lý nhƣ phòng trong tòa nhà.
 Thời gian: thời gian có thể là thời gian tức thời trong ngày hoặc khoảng
thời gian nhƣ buổi sáng, buổi trƣa, buổi chiều hoặc tối, cũng có thể là ngày
trong tuần, ngày trong năm… Trong một môi trƣờng thời gian của dịch vụ thì
thời gian phải đƣợc xác định.
 Sự định hướng: sự định hƣớng của ngƣời dùng là rất quan trọng để xác
định xu hƣớng của ngƣời dùng. Trong dịch vụ định hƣớng phải kiểm tra
đƣợc ngƣời dùng đang ở đâu trong thứ tự định hƣớng.
 Lịch sử dẫn đường: cho phép ngƣời dùng quan sát họ đã ở đâu và họ đã
làm gì. Điều này cho phép các dịch vụ đƣa ra các gợi ý cho ngƣời dùng trong
khi họ di chuyển và cho phép họ quay lại khi bị lạc đƣờng. Nó còn giúp tạo ra
tiểu sử ngƣời dùng, làm tăng giá trị cho các thông tin liên quan.

 Mục đích sử dụng: đƣợc định nghĩa bằng các hành vi, mục tiêu, công việc
và các vai trò của ngƣời dùng. Có các kiểu khác nhau nhƣ:
Trang 21


- Kiểu thông tin
- Kiểu trình diễn: bản đồ, văn bản, âm thanh
- Mô hình tƣơng tác
 Tình huống văn hóa và xã hội: là các đặc điểm:
- Quan hệ giữa các đối tƣợng
- Quan hệ xã hội
- Sự cộng tác
 Môi trường vật lý: là các mức độ ánh sáng, tiếng ồn…
 Hệ thống thuộc tính: các bộ phận máy tính của của ngƣời sử dụng. Thiết bị
nào họ đang sử dụng và khả năng của chúng (khả năng xử lý, bộ nhớ, khả
năng hiển thị…), có khả năng truy nhập Internet, băng thông, chất lƣợng
thông tin định vị, tin tức GPS
Tính riêng tƣ
Ý
nghĩa của ngữ cảnh giúp cho việc phân phát thông tin hợp lý với đặc tính riêng
của ngƣời dùng, đồng thời các thông tin ngữ cảnh của mỗi ngƣời dùng là riêng biệt, việc
các thông tin cá nhân của ngƣời dùng bị công khai sẽ ảnh hƣởng trực tiếp đến ngƣời
dùng, đến nhà cung cấp dịch vụ… Ví dụ, thông tin di chuyển của một cá nhân A
– là ngƣời nổi tiếng bị công bố, sẽ gây ra các nguy cơ trực tiếp về an ninh, tính riêng
tƣ đối với cá nhân A. Vì vậy, thông tin cá nhân cần phải đƣợc bảo vệ khi lƣu chuyển
trên mạng và để giảm bớt sự lo lắng thì cần phải luôn hiểu biết về các thông tin đƣợc
tổng hợp và bảo vệ các dữ liệu đó. Hơn nữa, ngƣời dùng LBS phải có tùy chọn đến
thiết bị để tắt hoặc mở ngữ cảnh.

1.5

Một số ví dụ về ứng dụng LBS:

Có rất nhiều các dịch vụ dựa trên địa lý khác nhau. Chúng ta có thể phân loại một
cách tổng quan các ứng dụng LBS nhƣ hình dƣới:

Trang 22


Hình1.8:Phân loại các ứng dụng LBS
Dịch vụ khẩn cấp
Một trong những ứng dụng của LBS là khả năng định vị một cá thể nhất định, cá
thể đó không ý thức đƣợc vị trí chính xác của mình hay không có khả năng phát hiện
ra nó vì họ đang trong một tình huống khẩn cấp (nhƣ bị thƣơng, tội phạm tấn công…).
Ví dụ 1: ngƣời lái xe thƣờng không biết vị trí chính xác của họ khi phƣơng tiện
của họ bị tai nạn. Nhờ việc định vị chính xác tự động sẽ giúp cho các dịch vụ trợ giúp
khẩn cấp cung cấp nhanh chóng và hiệu quả. Nó bao gồm cả loại công cộng và riêng
tƣ cho cả ngƣời đi bộ và ngƣời lái xe. Các dịch vụ khẩn cấp công cộng có thể gọi lính
cứu hỏa, đội cứu thƣơng… theo đúng quy định, các tổ chức công cộng giúp đỡ khẩn
cấp trên đƣờng cho những ngƣời lái xe xuất hiện là một trong những triển vọng của
các dịch vụ giúp đỡ.
Ví dụ 2: dịch vụ Tìm kiếm và Cứu nạn (SAR -Search and rescue) nhƣ trong hình
1.9. Dịch vụ này là một trong những ví dụ lâu nhất cho một hệ thống dịch vụ khẩn cấp
dựa trên vị trí. Đèn hiệu Radio …trên những chiếc thuyền biển hoặc đèn hiệu nhỏ trên
ngƣời truyền tín hiệu radio trong trƣờng hợp khẩn cấp. Hệ thống sẽ khoanh vùng từ
đèn hiệu nhỏ với tín hiệu radio (nhƣ tín hiệu giải cứu hoặc vệ tinh) đến đèn hiệu và
chuyển vị trí GPS hiện tại của họ thông qua vệ tinh đến dịch vụ khẩn cấp.

Trang 23

Hình 1.9: Tổng quan hệ thống COSPAS-SARSAT (vệ tinh NOAA và dịch vụ thông tin,
2005)
Dịch vụ dẫn đƣờng
Dịch vụ dẫn đƣờng dựa trên thiết bị di động của ngƣời dùng. Cần định hƣớng
trong giới hạn vị trí địa lý hiện tại của họ. Mạng di động có khả năng định vị chính xác
vị trí thiết bị di động của ngƣời dùng, có thể đƣợc đƣa vào một loạt các dịch vụ dẫn
đƣờng. thiết bị điều khiển sẽ cho ngƣời dùng biết chính xác địa điểm họ muốn một
cách tốt nhất, đƣa ra cho họ hƣớng chi tiết để đi nhƣ thế nào đến đích.
Ví dụ: Từ vị trí của điện thoại di động, ngƣời điều khiển có thể cho phép ngƣời
dùng biết chính xác nơi họ muốn đến và xác định hƣớng đi nhƣ thế nào để đến đích.
Trong hầu hết các hệ thống dẫn đƣờng ô tô hiện nay, thông tin khác với lộ trình và dữ
liệu đƣờng đi không có trong thiết bị di động. ngƣời dùng tính toán lại lộ trình thông
qua mạng di động (Hình 1.10).

Trang 24


Hình 1.10: Dẫn đường ô tô (Tomtom, 2005)
Dịch vụ thông tin
Một số dịch vụ dựa trên vị trí địa lý: tìm kiếm dịch vụ gần nhất, truy cập thông
tin về giao thông, trợ giúp với dẫn đƣờng trong một thành phố không quen đƣờng, thu
đƣợc một bản đồ vị trí đƣờng phố. Dịch vụ thông tin về các vị trí nhạy cảm hầy hết
dựa vào sự phân phối kỹ thuật số của thông tin dựa vào thiết bị định vị, thời gian đặc
trƣng và hành vi ngƣời dùng.
Ví dụ: Dịch vụ du lịch hoặc hƣớng dẫn du lịch: các dịch vụ nhƣ hƣớng dẫn du
lịch (tự động hoặc thiết bị trợ giúp), khai báo về vị trí gần nhất mà ngƣời dùng quan
tâm, dịch vụ vận chuyển và các dịch vụ khác có thể cung cấp cho khách du lịch đi lại
trong một môi trƣờng không quen thuộc (thành phố, công viên quốc tế…)
Dịch vụ theo dõi và quản lý

Dịch vụ theo dõi có thể đƣợc cung cấp cho cả khách hàng và công ty. Một ví dụ
phổ biến nhờ theo dõi các gói hàng gửi bằng bƣu điện các công ty biết đƣợc chúng bất
cứ lúc nào. Theo dõi các phƣơng tiện có thể đƣợc ứng dụng để định vị và có thể giải
quyết cho xe cứu thƣơng gần nhất đến nơi yêu cầu. Một ứng dụng tƣơng tự cho phép
các công ty định vị nhân viên của họ (ví dụ, ngƣời bán hàng và thợ sửa chữa) vì vậy
họ có khả năng nhƣ cử ngay một kỹ sƣ gần nhất và cung cấp cho khách hàng của họ
với nhân viên phù hợp và đúng lúc. Cuối cùng, có thể tận dụng phù hợp để cung cấp
các sản phẩm theo dõi trong phạm vi có thể để thiết bị di động quản lý.
1.6

Kết luận

Cùng với sự phát triển của công nghệ mạng và sự phổ biến của các thiết bị cầm
tay thông minh, ngày nay các ứng dụng dịch vụ LBS đƣợc nghiên cứu phát triển và
phổ biến không chỉ trong các lĩnh vực quân sự mà còn cả dân sự. Với tiềm lực của
Trang 25


mình, các công ty ngày nay hoàn toàn có thể xây dựng cho một một hệ thống cung cấp
dịch vụ LBS cho riêng mình. Có thể lấy ví dụ nhƣ dịch vụ truy vấn cây ATM, phòng
giao dịch của riêng ngân hàng …
Tuy nhiên, đối với các công ty có qui mô vừa và nhỏ, chi phí cho xây dựng và
duy trì hệ thống dịch vụ LBS là một khoản chi phí không phải là nhỏ. Cùng với sự ra
đời của công nghệ điện toán đám mây (Điện toán đám mây), hạn chế về chi phí cao
trong việc xây dựng và duy trì các hệ thống dịch vụ LBS đã đƣợc khắc phục phần nào.
Việc kết hợp hai công nghệ để xây dựng các dịch vụ LBS trên nền tảng điện toán đám
mây là một chủ đề đang đƣợc nghiên cứu và phát triển hiện nay không chỉ ở Việt Nam
mà còn cả trên thế giới.
Trong chƣơng II của luận văn sẽ giới thiệu tổng quan, các ƣu và nhƣợc điểm của
công nghệ mới đang đƣợc quan tâm hiện nay: công nghệ Điện toán đám mây.

Trang 26